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陜西土木建筑網首頁 > 建筑論文 > 工程結構 > 聚丙烯纖維混凝土在法門寺合十舍利塔

閱讀 5369 次聚丙烯纖維混凝土在法門寺合十舍利塔

摘要：本文介紹了利用聚丙烯纖維在拌合物內的增調效應，采用聚羧酸系（PCA）高效減水劑，優質粉煤灰和泵送混凝土等綜合措施，解決了54m高度的穹頂殼體，無外模施工技術的難點，取得了良好技術經濟效果。...

聚丙烯纖維混凝土在法門寺合十舍利塔

+54m穹頂殼體結構中的應用

王雙林（1）崔慶怡（2）張濤（1）馬健（1）

（1）陜西省第五建筑工程公司（2）陜西省建筑科學研究院

1、前言

陜西寶雞法門寺合十舍利塔工程為鋼骨混凝土雙向折線往復傾斜雙塔體結構，高度147m，建筑面積7.7萬m²，塔身分為11層，在+54m第4層處，設計有Φ18m球冠狀穹頂結構，穹頂殼體混凝土厚度為0.2m，球冠上部由3道環梁和8根弧形I字鋼梁與殼體連在一起。（如圖）

原施工方案采用支設內外雙層模板，澆筑大流動性混凝土，由于樓面結構十分復雜，上層模板的安裝及拆除十分困難，支折模費用將大大增加，室內狹小混凝土澆筑質量也難以保證。經試驗和研究后決定采用低坍落度泵送纖維混凝土，利用聚丙烯纖維在混凝土中的增稠效應，取消上層模板，一次澆筑成形的施工方案。于2007年10月23日成功完成了垂直泵送54m穹頂施工任務，效果良好。

2、工程的原材料及配合比設計

1．原材料

水泥	采用冀東（扶風）盾石牌，低堿P.O42.5水泥
砂	渭河中砂
石	石灰石碎石、最大粒徑＜20mm，5～10mm和10mm～20mm二級碎石配料
粉煤灰	寶雞II級，需水比＜90%，細度22%，燒失量＜2.0%
泵送劑	聚羧酸系泵送劑PCA（陜西建科）減水率25%，固含量20%
聚丙烯纖維	南京派尼爾公司產品，聚丙烯纖維長度＜20mm

2．配合比，設計混凝土強度等級C35，kg/m³

水	水泥	砂	石		粉煤灰	泵送劑（PCA）	聚丙烯纖維	表觀密度
			10～20mm	5～10mm
163	310	790	850	250	120	2.5	0.6	2483

3.試驗室試配和現場實測結果

	拌合物性能						抗壓強度
	坍落度（mm）	擴展度（mm）	倒置流空時間（秒）	拌合物溫度（℃）	初凝（h）	終凝（h）	R4 （MPa）	R28 （MPa）
試驗室試配	100	200	15	17	8	10	31.2	48.0
現場實測	125	200	20	19.5			/	49.0

4、現場施工過程技術措施

1．由于采用低坍落度、低擴展度聚丙烯纖維混凝土，纖維用量按0.6kg/m³小包裝松散投入料斗，在攪拌機內攪拌時間應適當延長，以便纖維能在混凝土中均勻分布。

2．必須準確計量加入PCA泵送劑，根據砂子含水率和含石率（75mm方孔篩余%）準確調整加水量和砂、石實際加入數量。

3．混凝土泵應調至高壓工作段，減少泵送輸出量。管線布置應盡量減少彎頭，泵出口水平段長度應在10～15mm較合適，實際泵送壓力為22MPa。

4．由于穹頂弧型鋼梁在球面上方，梁模板為吊模，澆筑速度受到限制，施工過程比預期延長，混凝土總量為90m³，費時12小時，混凝土振搗時間一般在3～5秒即可，防止過振拌合物自由流淌。

5．澆筑完成后，即在球冠表面，復蓋塑料薄膜、自然養護時保持混凝土表面濕潤即可。

5、技術經濟效果

1．殼體結構混凝土未見裂縫和其他表面缺陷質量良好，混凝土R28立方體抗壓強度，現場留樣為49.0MPa，達到設計強度140%，混凝土質量完全滿足設計要求。

2．由于上層球冠面積290m²，節約對拉螺栓Φ12，長度為520mm，1740余個，Φ12螺桿3.2元/根，節約對拉螺桿費用為5568元，膠合板材料290m²，30元/m²，節約材料費8700元，節約支拆模板人工費290×60=17400元，合計節約費用為31668元，增加纖維費用為0.6×28元/kg×90=1512元，節約費用30156元。

6、結語

1．利用聚丙烯纖維在混凝土中亂向均勻分布，可對混凝土拌合物產生強烈的牽拉作用和增稠效應，減少拌合物自由流淌的傾向，可實現凸形曲面無外模混凝土澆筑施工，工程費用和施工難度大幅度降低，最終使混凝土澆筑質量得到提高。

2．采用較高砂率（42.7%），優質粉煤灰（摻量為27.9%），聚羧酸系（PCA）高效減水劑，嚴格控制石子最大粒徑等綜合因素，確保混凝土拌合物在較低坍落度下又有良好流度性能，泵送至54m高度，滿足工程施工要求。

參考文獻：

徐至均纖維混凝土技術及應用中國建筑工業出版社 2002.2

作者簡介：

王雙林，1958年生，現任陜西省第五建筑工程公司總工、高級工程師。主要從事高層建筑施工技術研究。榮獲2005年魯班獎（地礦局5號高層）

崔慶怡，1941年生，教授級高工，現為陜西省建筑科學研究院顧問總工、兼任陜西省土木建筑學會建材專業委員會主任委員、陜西省混凝土協會專家組成員。主要研究方向為：高強高性能混凝土、大體混凝土的施工技術研究和應用。

(本文來源：陜西省土木建筑學會文徑網絡：文徑楊葉編輯劉真審核)